近年来,随着科学的进步,工业生产逐步转向自动化与电子化。在对生产系统进行科学配置以提高生产效率的过程中,工业工程师们认识到“人本位”逐步成为制约生产管理进一步优化的瓶颈。生产管理的优化需要综合考虑人体状态和生产状态信息,如果我们过于关注生产设备的设计,而忽略人本身在生产过程中情感或疲劳等心理负荷状态的变化,其结果必会影响到员工的外在行为表现,不利于生产效率的提高及生产管理的优化,进而极大地影响工业工程的系统化进程。这也更加违背了工业工程中生产管理最初的设计理念：“让机器服务于人”,却成了“让人服务于机器”。因此,生产效率提升过程中员工的心理负荷问题具有重要的研究价值。结合已有研究,为进一步推进生产效率相关研究进展,本文重点关注和解决三方面研究问题：1),“人的心理负荷(情绪、心理疲劳等)对生产效率是否有影响?”；2),“人的心理负荷对生产效率影响背后的神经科学和生理科学机理是什么?”；3),“人的心理负荷如何应用到生产管理实践中以人性化提升生产效率?”。以解决上述问题为目的,本文开展并完成了四项紧密联系的研究。研究—采用问卷方式探索心理负荷因素(情绪)是否对生产线上员工的生产效率有影响,并筛选出能够影响生产效率的情绪维度。研究—弥补了已有研究在考察生产效率影响因素方面的局限性,并为本文后续几项研究做铺垫,成为进一步神经科学研究的基础和参照。研究二以研究一基础,采用事件相关电位(ERP)方法探索了情绪对操作反应效率影响的神经科学机制。研究二一方面将生产效率从宏观层面深入到微观操作效率,另一方面将研究从行为科学层面深入到神经科学层面。研究三是研究一和研究二的延伸,研究从心理负荷量的积累角度切入,采用生理测量(Physiograph)方法重点考察心理疲劳对生产效率的影响以及影响背后的生理科学机制。同时,研究三提出了神经效率指标,以衡量基于心理负荷的生产效率。此外,从研究方法上,本研究弥补了已有研究中模拟现实环境的不足,采用现场实验研究的方式代替以往的实验室研究方法。研究四是研究一、研究二和研究三的案例应用研究,研究在充分考虑心理负荷因素的前提下,提出了生产管理中标准作业流程(SOP)动态优化的方法,以探寻效率提升和心理疲劳缓解的有效平衡点。基于以上四项研究的结果,本文主要得到以下7点重要结论：1)情绪对生产效率具有显著影响。具体表现为：①正性情绪对生产效率无显著影响；②负性情绪对生产效率有显著影响。2)诱发情绪背景下,操作反应效率存在西蒙效应。具体表现为：无论是负性还是中性诱发情绪背景下,靶刺激位置和反应手位置不一致时的反应时都比一致时的反应时长,即都存在显著西蒙效应。3)情绪直接影响操作反应认知加工机制：由N2和P300反映。具体表现为：相对中性情绪启动,负性情绪启动下的任务诱发较长的N2潜伏期、较大的N2波幅和较小的P300波幅。4)情绪间接影响操作反应认知加工机制——调节西蒙效应认知强度：由P300和LRP反映。具体表现为：相对于中性情绪启动,负性情绪启动下有较长的P300差异潜伏期和LRP差异始潜伏期,即负性情绪加强了西蒙效应认知强度。5)心理疲劳影响生产效率。具体表现为：心理疲劳较高的员工生产效率往往较低,心理疲劳的差异表现于EEG的theta、SMR、beta和gamma频段；并且,对于标准程序化工位,心理疲劳差异表现在右脑,对于非标准程序化工位,心理疲劳差异表现在左脑。6)提出神经效率指标用于人性化提升生产效率。具体为：借鉴价值工程思想和模型,从心理负荷的角度出发,提出人性化衡量生产效率的测度指标-神经效率,包括直觉效率(Vtheta)和注意力效率(VSMR)。7)基于心理负荷提出SOP动态优化思想,从动作分析微观角度探索人性化提升生产效率的方法。具体为：对SOP进行动作优化时,综合考虑SOP中与动作实时对应的心理负荷状态的变化,在保证适度心理负荷的基础上进行动作调整优化。本文综合运用了问卷、神经科学和生理科学方法,探索了心理负荷对生产效率的影响机制。本文研究主要有以下4个方面的创新点：1)本文弥补已有研究在考察提高生产效率的因素方面的局限性,重点探索了心理负荷对生产线上的员工的生产效率的影响。已有研究虽然意识到心理负荷可以影响员工的行为进而决定其工作绩效,但他们未将员工行为和绩效放在工业生产的背景下,工业生产有其简单、重复、枯燥、嘈杂等特殊的操作特性和环境特点,心理负荷是否会影响工业生产中员工的生产效率仍有待考察,这正是本文研究的重要贡献和创新点之一。2)本文借助ERP实验,从神经科学的角度,解释了心理负荷对操作反应效率的影响机理,使得人们对心理负荷影响机制的认识由生产效率的宏观层面到操作反应效率的微观层面,从员工的行为反应层面深入到神经科学层面。本文研究基于ERP实验取得N2、P3和LRP三种脑电成分的活动特征,并将其与外在行为表现相结合,从而使人们深入和综合地掌握心理负荷对生产效率的影响机理,也为后人对生产效率相关问题认知层面的研究提供了探索性的铺垫。3)本文借助Physiograph开展现场实验研究,探索了心理疲劳负荷对生产效率的影响。研究中通过生理测量实验获得了EEG(包含theta、SMR、beta和gamma频段)和EMG的活动特征,从生理科学的角度解释了心理疲劳负荷对生产效率影响背后的机理。此外,在此研究基础上并结合价值工程思想与模型,本文研究提出了基于心理疲劳负荷的人性化衡量生产效率的测度指标-神经效率,弥补了以往生产效率测度指标的不足,形成本文研究的重要创新点之一。4)本文将动素分析技术和生理测量技术相结合,提出基于心理负荷的SOP动态优化思想与方法。SOP动态优化时,综合考虑与动作实时对应的心理负荷状态变化,在保证适度心理负荷的基础上进行动作调整,从而从动作分析微观角度探索人性化提升生产效率的方法。本研究弥补了前人对SOP静态优化的不足,探索了人性化SOP优化的方法,研究结论具有重要的创新和实践指导意义。